DE69725059T2 - Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder - Google Patents

Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder Download PDF

Info

Publication number
DE69725059T2
DE69725059T2 DE69725059T DE69725059T DE69725059T2 DE 69725059 T2 DE69725059 T2 DE 69725059T2 DE 69725059 T DE69725059 T DE 69725059T DE 69725059 T DE69725059 T DE 69725059T DE 69725059 T2 DE69725059 T2 DE 69725059T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiator
probes
arrangement according
phase
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69725059T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69725059D1 (de
Inventor
Allen T.S. Buena Park Wang
Kuan M. Brea Lee
Ruey S. Cerritos Chu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69725059D1 publication Critical patent/DE69725059D1/de
Publication of DE69725059T2 publication Critical patent/DE69725059T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378Combination of fed elements with parasitic elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H01Q9/0435Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Strahleranordnung zur Varwendung bei Mikrowellenfrequenzen, die aufweist:
    eine Grundebene;
    einen unteren dielektrischen Pfosten mit einer unteren Oberfläche, die benachbart zur Grundebene angeordnet ist, und einer oberen Oberfläche;
    ein dünnes unteres Strahlerelement, das auf der oberen Oberfläche des unteren dielektrischen Pfostens angeordnet ist;
    einen oberen dielektrischen Pfosten mit einer unteren Oberfläche und einer oberen Oberfläche, wobei der obere dielektrische Pfosten über dem unteren Strahlerelement aufgeschichtet ist;
    ein oberes dünnes Strahlerelement, das auf der oberen Oberfläche des oberen dielektrischen Pfostens angeordnet ist; und
    wenigstens ein Paar beabstandeter Sonden, die in elektrischem Kontakt mit dem unteren Strahlerelement stehen, um das untere Strahlerelement anzuregen, wobei das obere Strahlerele ment nicht von Einspeisesonden gespeist wird und ein parasitäres Strahlerelement ist.
  • Solch eine Strahleranordnung ist aus der US-A-5 010 348 bekannt. Jedoch ist diese Strahleranordnung insbesondere zum Anregen eines Wellenreiters geeignet.
  • Eine ähnliche Strahleranordnung zur Verwendung als Mikrowellenantenne ist aus der US-A-5 497 164 bekannt.
  • Schließlich ist aus der US-A-4 623 893 eine Mikrostreifenantenne bekannt, die mehrere dielektrische Schichten mit jeweils verschiedenen Permittivitäten aufweist.
  • Bei der Schiffs-, U-Boot- und Flugzeugsatellitenkommunikation oder -Radarfeldern besteht ein Bedürfnis nach einer breitbandigen oder dualbandigen phasengesteuerten Arrayantenne (phased array antenna) mit doppeltlinearer oder zirkularer Polarisation.
  • In der Literatur werden einige Entwürfe für eine Mikrostreifenscheibe-Korrektur-Arrayantenne (microstrip disk patch array antenna) beschrieben, aber diese Entwürfe zeigen sehr begrenzte Fähigkeiten bezüglich der Bandbreiten- und/oder Scanreichweitenleistungen. Vgl. „Microstrip Array Technology", Robert J. Mailloux et al., IEEE Antennas and Propagation Transactions, Vol. AP-29, Januar 1981, Seiten 25–37. Phasengesteuerte Anordnungen sind entwickelt worden, die einen Scheibenstrahler auf einem dielektrischen Pfosten verwenden, aber diese Anordnungen weisen eine limitierte Bandbreite in der Größenordnung von 20% auf.
  • Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Strahleranordnung zur Verwendung bei Mikrowellenfrequenzen zu schaffen, die die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Strahleranordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die Strahleranordnung gemäß der Erfindung umfasst eine Grundebene und einen unteren dielektrischen Pfosten, der aus einem Material mit großer Permittivitätszahl hergestellt ist, und eine untere Oberfläche, die benachbart zur Grundebene angeordnet ist, und eine obere Oberfläche. Ein dünnes unteres Strahlerelement ist auf der oberen Oberfläche des unteren dielektrischen Pfostens angebracht. Ein oberer dielektrischer Pfosten ist aus einem Material mit kleiner Permittivitätszahl hergestellt und weist eine untere Oberfläche und eine obere Oberfläche auf, die über dem unteren Strahlerelement aufgeschichtet ist. Ein oberes dünnes Strahlerelement ist auf der oberen Oberfläche des oberen dielektrischen Pfostens angeordnet. Die Strahleranordnung umfasst des Weiteren ein Paar beabstandeter Sonden, die in elektrischem Kontakt mit dem unteren Strahlerelement stehen, um den unteren Strahler anzuregen. Das obere Strahlerelement wird nicht von Einspeisesonden gespeist und ist ein parasitäres Strahlerelement.
  • Vorzugsweise liefert ein Einspeisungsnetzwerk ein erstes und zweites Anregungssignal an die jeweiligen Sonden, die um 180 Grad außer Phase sind.
  • Ein zweites Paar Anregungssonden kann an orthogonalen Stellen relativ zu Stellen des ersten Sondenpaars angeordnet werden. Das Einspeisungsnetzwerk liefert des Weiteren ein drittes und viertes Anregungssignal an die jeweiligen Sonden des zweiten Sondenpaars, die um 180 Grad zueinander außer Phase sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen der untere und der obere dielektrische Pfosten eine zylindrische Konfiguration auf und sind von gleichem Durchmesser. Das untere Strahlerelement ist eine kreisförmige Scheibe aus einem elektrisch leitfähigen Material. Bei einer breitbandigen Ausführungsform ist das obere Strahlerelement ebenfalls eine kreisförmige Scheibe aus einem elektrisch leitfähigen Material. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das obere Strahlerelement ein ringförmiger Ring aus einem elektrisch leitfähigen Material. Beide Ausführungsformen können eine breitbandige oder dualbandige Leistung ermöglichen.
  • Die Strahleranordnung wird bei einer phasengesteuerten Arrayantenne verwendet, wobei eine Vielzahl der Strahleranordnungseinheiten für einen Betrieb einer phasengesteuerten Anordnung angeordnet sind. Bei einer Anordnungsausführung werden die Strahlereinheiten entlang einer rechtwinkligen Gitterstruktur angeordnet. Bei einer anderen Anordnungsausführung werden die Strahlereinheiten entlang einer Dreiecksgitterkonfiguration mit gleich langen Seiten angeordnet.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform davon klarer werden, wie sie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, in denen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine exemplarische Ausführungsform einer phasengesteuerten Arrayantenne mit aufgeschichteten dielektrischen zylindrischen Pfosten ist, die diese Erfindung verkörpert;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2-2 der 1 ist;
  • 3 eine alternative Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei der obere Scheibenstrahler der 1 durch einen ringförmigen Ringstrahler ersetzt ist;
  • 4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 4-4 der-3 ist;
  • 5 eine Einspeisekonfiguration für eine Dualbandoperation mit linearer Polarisation veranschaulicht;
  • 6 eine Einspeisekonfiguration für eine Dualbandoperation mit zirkularer Polarisation veranschaulicht;
  • 7 eine phasengesteuerte Anordnung zeigt, die in. einer Dreiecksgitterstruktur mit gleich langen Seiten angeordnet ist;
  • 8 die berechnete aktive Reflexionsdämpfung als Funktion der Frequenz für einen Breitseitenscan veranschaulicht;
  • 9 die aktive Reflexionsdämpfung als eine Funktion der Frequenz für den Fall eines H-Ebenen-Scans veranschaulicht; und
  • 10 die aktive Reflexionsdämpfung als eine Funktion der Frequenz für den Fall eines E-Ebenen-Scans veranschaulicht.
  • 1 zeigt eine vereinfachte Draufsicht eines Teils einer exemplarischen phasengesteuerten Arrayantenne 50 mit aufgeschichteten dielektrischen zylindrischen Pfosten, die diese Erfindung verkörpert. Der Teil der exemplarischen Anordnung 50, die in 1 gezeigt ist, umfasst vier strahlende Elemente oder Einheitszellen 60, 70, 80 und 90. Natürlich können Arrayantennen, die die Erfindung verkörpern, eine viel größere Anzahl von Strahlungselementen umfassen. Die Abstände dx und dy der Elemente sind gleich und befinden sich in einer rechtwinkligen Gitterkonfiguration.
  • Die Einheitszellen sind identisch und lediglich Zelle 60 wird detailliert beschrieben werden, die anderen Einheitszellen 70, 80 und 90 sind identisch zur Einheitszelle 60. Es gibt zwei zylindrische dielektrische Pfosten in jeder Einheitszelle. Somit umfasst die Zelle 60 einen unteren dielektrischen Pfosten 62A und einen oberen dielektrischen Pfosten 62B. Beide dielektrischen Pfosten 62A und 62B weisen den gleichen Durchmesser D auf. Der untere dielektrische Pfosten 62A ist aus einem Material hergestellt, das eine große dielektrische Konstante ε1 und eine Höhe t, aufweist und auf der Grundebene 64 angeordnet ist. Ein exemplarisches Material, das für die untere Scheibe geeig net ist, ist „Stycast Hi-K", ein dielektrisches Material, das von Emerson und Cuming vermarktet wird.
  • Auf dem unteren Pfosten 62A ist der erste Scheibenstrahler 66A mit einem Radius a1 positioniert. Dieser Scheibenstrahler wird von zwei Sondenpaaren 67A67B und 67C67D angeregt, die an orthogonalen Stellen angeordnet sind. Der Sondenabstand beträgt S für jedes Paar. Jedes Söndenpaar wird von einem Paar coaxialer Kabel 68A68B und 68C68D mit um 180 Grad umgekehrter Phase gespeist.
  • Der obere dielektrische Pfosten 62B ist aus einem Material hergestellt, das eine kleine dielektrische Konstante ε2 und eine Höhe t2 aufweist, und ist auf dem ersten Scheibenstrahler 66A angeordnet. Ein Material, das zur Verwendung als oberer die-lektrischer. Pfosten geeignet ist, ist ein dielektrischer Schaum geringer Dichte, wie z. B. „Stycast Lo-K"-Material, das von Emerson und Cuming vermarktet wird. Ein zweiter Scheibenstrahler 66B mit einem Radius a2 ist dann wieder auf dem zweiten dielektrischen Pfosten 62B positioniert. Dieser obere Scheibenstrahler ist ein parasitärer Strahler ohne Einspeisesonden. Der parasitäre Strahler 66B dient zum Einstellen auf Hochbandfrequenzen, so dass die gesamte Bandbreite sich vom Niedrigband bis zum Hochband erstreckt.
  • Die zwei Anregungssondenpaare 67A67B und 67C67D ermöglichen eine doppeltlineare Polarisation und eine zirkulare Polarisationsfähigkeit. Die Sondenpaare (z. B. vertikale Polarisation und horizontale Polarisation) sind orthogonal zueinander. Folglich erzeugen sie orthogonale Polarisationen. Zwei orthogonale line are Polarisationen können kombiniert werden, um eine zirkulare Polarisation zu erzeugen.
  • Das untere Strahlerelement wird für eine Operation (hat eine Resonanz) bei einer niedrigen Frequenz eingestellt. Das obere Strahlerelement wird für eine Operation (hat eine Resonanz) bei einer hohen Frequenz eingestellt. Eine breitbandige Leistung wird durch Einstellen des oberen Strahlerelements erzielt, so dass seine Resonanz sich bezüglich der Frequenz nahe an der des unteren Strahlerelements befindet. Ein Dualbandbetrieb wird erzielt, wenn die Resonanzen des oberen und des unteren Strahlerelements ausreichend hinsichtlich der Frequenz getrennt sind, um verschiedene Frequenzbänder zu bilden, mit einer relativ schlechten Leistung bei Frequenzen zwischen den zwei Bändern.
  • 3 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Erfindung, wobei der obere Scheibenstrahler 66B der Ausführungsform der 1 durch einen ringförmigen Ringstrahler ersetzt ist. Somit verwendet das Anordnungssystem 50' der 3 einen ringförmigen Ringstrahler 66B'; der ringförmige Ringstrahler ist ebenfalls ein parasitärer Strahler ohne Speisesonden. Der ringförmige Ringstrahler weist einen inneren Umfang des Radius b2 auf und hat einen äußeren Umfang des Radius a2. Dieser ringförmige parasitäre Ringstrahler 66B' ermöglicht einen anderen Frequenzeinstelleffekt als der des massiven Scheibenstrahlers 66B.
  • 5 veranschaulicht eine Einspeisungskonfiguration 100 für eine exemplarische Dualbandoperation mit linearer Polarisation. Ein Paar der Speisesonden jedes Elements wird durch eine um 180° phasenumgekehrte Vorrichtung gespeist. Somit werden die Einspeisesonden 67A67B des exemplarischen Elements 60 durch eine 180°-phasenumgekehrte Symmetrieschaltung („balun") (gleicher Leistung) oder eine 180°-Gabelschaltung 102 („hybrid") (gleicher Leistung) gespeist. Die Einspeisesonden 67A67B des benachbarten Elements 80 werden durch eine um 180° phasenumgekehrte Symmetrieschaltung oder eine 180°-Gabelschaltung 110 gespeist. Der Eingangsport 102A der Einspeisesymmetrieschaltung ist mit einem Diplexer 104 verbunden. Die zwei Ausgangsports des Diplexers 104 sind der Hochbandport 104A und der Niedrigbandport 104B. Auf ähnliche Weise ist der Eingangsport 110A der Einspeisesymmetrieschaltung 110 mit einem Diplexer 112 verbunden. Die zwei Ausgangsports des Diplexers 112 sind der Hochbandport 112A und der Niedrigbandport 112B. Jeder Hochbandport ist mit einem Hochbandphasenschieber und dann mit dem hochbandigen gemeinsamen Einspeisenetzwerk verbunden. Somit ist der Port 104A mit einem Hochbandphasenschieber 106 und dann mit dem gemeinsamen Hochband-Einspeisungsnetzwerk verbunden. Der Port 112A ist mit einem Hochbandphasenschieber 114 und dann mit dem gemeinsamen Hochband-Einspeisungsnetzwerk verbunden. Zwei Niedrigbandports der zwei benachbarten Elemente in der azimutalen Richtung und zwei in der Elevationssrichtung werden kombiniert (um den Komponentenzähler zu reduzieren), und diese Azimut- und Elevationsports werden des Weiteren in einem einzigen Ausgang kombiniert. Z. B. werden die Niedrigbandports 104B und 112B beim Kombinierer 116 kombiniert, um ein Azimutsignal beim Port 116A zu bilden. Die Niedrigbandports 122B und 132B der anderen benachbarten Elemente (in 5 nicht gezeigt) werden beim Kombinierer 126 kombiniert, um ein Elevationssignal beim Port 126A zu bilden. Die Ausgänge 116A und 126A werden beim Kombinierer 117 kombiniert, um eine Ausgabe 117A zu erzeugen. Diese Ausgabe 117A wird dann mit einem Niedrigbandphasenschieber 118 verbunden und des Weiteren mit einem gemeinsamen Niedrigband-Einspeisungsnetzwerk verbunden. Eine ähnliche Schaltung kann errichtet werden, um die Sonden für die orthogonale lineare Polarisation der strahlenden Elemente anzuregen, um einen doppeltlinearen Polarisationsbetrieb zu erhalten.
  • Die Einspeisungskonfiguration 100 kann von einem Dualband- auf einen Breitbandbetrieb durch Entfernen der Diplexer 104 und 112 und der Kombinierer 116, 117, 126 modifiziert werden, so dass die jeweiligen Symmetrieschaltungsausgänge direkt mit jeweiligen (in diesem Fall Breitband-)Phasenschiebern verbunden sind.
  • 6 veranschaulicht eine Einspeisungskonfiguration 150 für einen zirkularen Dualband-Polarisationsbetrieb. Die vier Sonden jedes Scheibenstrahlers müssen, wie in 6 gezeigt, in einer Phasenfolge angeregt werden. Dies kann durch Einspeisen zweier orthogonaler Paare durch zwei 180°-Symmetrieschaltungen und durch Kombinieren der Ausgaben mit einer 90°-Symmetrieschaltung erreicht werden. Man gehe von dem Beispiel aus, dass der Scheibenstrahler 66A des Elements 60 von den Sondenpaaren 67A67B und 67C67D gespeist wird. Die Sonde 67A soll mit einem Einspeisungssignal mit einer relativen Phase von 90° eingespeist werden, die Sonde 67B mit einem Einspeisesignal mit einer relativen Phase von 270°, die Sonde 67C mit einem Einspeisesignal mit einer relativen Phase von 180° und die Sonde 67D mit einem Einspeisesignal von 0° relativer Phase. Die Einspeisungskonfiguration 150 umfasst 180°-Symmetrieschaltungen 152 und 154, eine 90°-Symmetrieschaltung 156 und einen Diplexer 158 mit einem Hochbandeingangsport 158A, einem Niedrigbandport 158B und einem Eingangs-/Ausgangsport 158C. Die Einspeisungskonfigurati on 150 kann auf einen Breitbandbetrieb modifiziert werden, indem der Diplexer 158 entfernt wird. Für einen Breitbandsendebetrieb wird das Signal bei 158C und das Signal beim Port 156B mit einer 90°-Phase relativ zum Signal bei 156A (gleich) in der Leistung durch die Symmetrieschaltung 156 geteilt. Das Signal bei 156A wird in der Leistung bei der Symmetrieschaltung 154 geteilt, wobei das Signal beim Port 154B um 180° phasenverschoben zum Signal bei 154A ist. Das Signal bei 156B wird in der Leistung bei der Symmetrieschaltung 152 geteilt, wobei das Signal beim Port 152B um 180° phasenverschoben zum Signal bei 152A ist. Im Ergebnis ist das Signal beim Port 152A um 90° phasenverschoben zum Signal beim Port 154A. Die Ports der 180°-Symmetrieschaltungen sind mit entsprechenden Sonden durch Koaxialkabel gleicher Länge verbunden. Somit wird die gewünschte Phaseneinstellung der Einspeisesignale erreicht.
  • 7 zeigt eine phasengesteuerte Anordnung 200, die die Erfindung verkörpert und in einer Dreiecksgitteranordnung mit Seiten gleicher Länge angeordnet ist. Dies wird eine Scanleistung im Hauptebenenschnitt verbessern. Die Anordnung 200 umfasst sieben beispielhafte Einheitszellen 210270 aus aufgeschichteten Scheibenstrahlern auf aufgeschichteten dielektrischen Pfosten, wobei die Zellen 210260 um eine Mittelzelle 270 angeordnet sind.
  • Ein Beispiel des Entwurfs für eine lineare Polarisation mit einer Einzelpaarsondenanregung gemäß der Erfindung wird gegeben wie folgt:
    dx = dy = 0,3278 Inch im rechtwinkligen Gitter, der Durchmesser des dielektrischen Pfostens D = 7,887 mm (0,3105 Inch); der untere dielektrische Pfosten t1 = 2,032 mm (0,0800 Inch) und eine dielektrische Konstante ε1 = 6,50;
    der obere dielektrische Pfosten t2 = 2,103 mm (0,0828 Inch) und eine dielektrische Konstante εZ = 1,4;
    der untere Scheibenstrahler a1 = 3,505 mm (0,138 Inch), und der Sondenabstand S = 4,206 mm (0,1656 Inch);
    der obere Scheibenstrahler a2 = 3,33 mm (0,1311 Inch).
  • Die berechnete aktive Reflexionsdämpfung dieses exemplarischen Beispiels einer linearen Polarisation als Funktion der Frequenz für einen Breitseitenscan (θ = 0°-Scan) ist in 8 gegeben. Die aktive Reflexionsdämpfung ist unter –10 dB für das Frequenzband von 7 GHz bis 15 GHz. 9 veranschaulicht die aktive Eingangsreflexionsdämpfung als Funktion der Frequenz für den Fall eines H-Ebenen-Scans (bei f = 7 GHz, Scan = 40°; bei f = 15 GHz, Scan = 17,5°). Für den Fall eines E-Ebenen-Scans (Scan = 40° bei f = 7 GHz; Scan = 17,5° bei f = 15°), wird die aktive Eingangsreflexionsdämpfung als Funktion der Frequenz in 10 gegeben.
  • Es wurde ein phasengesteuertes breitbandiges bzw. dualbandiges Arrayantennensystem unter Verwendung aufgeschichteter Scheibenstrahler auf aufgeschichteten dielektrischen zylindrischen Pfosten beschrieben. Die Polarisation der Anordnung kann eine einfachlineare, doppeltlineare oder zirkulare Polarisation sein, abhängig davon, ob Einzelpaar- oder Doppelpaarsondenanregungen verwendet werden. Die Anordnung ist flach, kompakt und rigide und ihre Bandbreite kann bei exemplarischen Anwendungen 2 : 1 über einem breiten Scanvolumen sein. Während die exemplarischen Ausführungsformen, die hier veranschaulicht sind, zylindrische dielektrische Pfosten und kreisförmige Scheibenelemente verwendet haben, können abhängig von der Anwendung andere Konfigurationen verwendet werden. Diese anderen Konfigurationen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, elliptische oder rechtwinklige Querschnittskonfigurationen für die Pfosten und Strahlerleiterelemente. Während die offenbarten Ausführungsformen mit zwei Strahlerelementen verwendet wurden, die mit zwei dielektrischen Pfosten aufgeschichtet sind, kann bzw. können ferner ein oder mehrere zusätzliche Strahlerelemente/dielektrische Pfosten zu jeder strahlenden Einheitszelle hinzugefügt werden, um eine noch größere Bandbreite zu erhalten.
  • Es ist klar, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich veranschaulichend für die möglichen spezifischen Ausführungsformen sind, die Grundlagen der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Andere Anordnungen könnten einfach gemäß diesen Grundsätzen durch Fachleute ersonnen werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (11)

  1. Strahleranordnung zur Verwendung bei Mikrowellenfrequenzen, die aufweist: eine Grundebene (64); einen unteren dielektrischen Pfosten (62A) mit einer unteren Oberfläche, die benachbart zur Grundebene (64) angeordnet ist, und einer oberen Oberfläche; ein dünnes unteres Strahlerelement (66A), das auf der oberen Oberfläche des unteren dielektrischen Pfostens (62A) angeordnet ist; einen oberen dielektrischen Pfosten (62B) mit einer unteren Oberfläche und einer oberen Oberfläche, wobei der obere dielektrische Pfosten (62B) über dem unteren Strahlerelement (66A) aufgeschichtet ist; ein oberes dünnes Strahlerelement (66B; 66B'), das auf der oberen Oberfläche des oberen dielektrischen Pfostens (62B) angeordnet ist; und wenigstens ein Paar beabstandeter Sonden (67A, 67B, 87A, 87B), die in elektrischem Kontakt mit dem unteren Strahlerelement (66A) stehen, um das untere Strahlerelement (66A) anzuregen, wobei das obere Strahlerelement (66B, 66B') nicht von Einspeisesonden gespeist wird und ein parasitäres Strahlerelement (66B; 66B') ist; dadurch gekennzeichnet, dass der untere dielektrische Pfosten (62A) aus einem Material mit großer Permittivitätszahl hergestellt ist, und der obere dielektrische Pfosten (62B) aus einem Material mit kleiner Permittivitätszahl hergestellt ist; und dass die aufgeschichteten dielektrischen Pfosten (62A, 62B) frei aus der Grundebene (64) herausragen, um Energie in den freien Raum strahlen zu können.
  2. Strahleranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und untere dielektrische Pfosten (62A, 62B) eine zylindrische Konfiguration aufweisen.
  3. Strahleranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Strahlerelement (66A) eine kreisförmige Scheibe (66A) aus einem elektrisch leitfähigen Material ist.
  4. Strahleranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Einspeisungsnetzwerk (100) zum Liefern eines ersten und zweiten Anregungssignals an die jeweiligen Sonden (67A, 67B, 87A, 87B), wobei die Anregungssignale um 180 Grad außer Phase sind.
  5. Strahleranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Paar Anregungssonden (67C, 67D), die an orthogonalen Stellen relativ zu Stellen des ersten Sondenpaars (67A, 67B) angeordnet sind.
  6. Strahleranordnung gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Einspeisungsnetzwerk (150) zum Liefern eines ersten und zweiten Anregungssignals (152A, 152B) an die jeweiligen Sonden des ersten Sondenpaars (67A, 67B), wobei die ersten und zweiten Anregungssignale (152A, 152B) um 180 Grad außer Phase sind, und zum Liefern eines dritten und vierten Anregungssignals (154A, 154B) an die jeweiligen Sonden des zweiten Son denpaars (67C, 67D), wobei das dritte und vierte Anregungssignal (154A, 154B) um 180 Grad zueinander außer Phase sind.
  7. Strahleranordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Anregungssignal (152A, 152B) eine erste lineare Polarisationsanregung erzeugen und das dritte und vierte Anregungssignal (154A, 154B) eine zweite lineare Polarisation erzeugen, die orthogonal zur ersten linearen Polarisationsanregung ist.
  8. Strahleranordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Anregungssignale (152A, 152B) in Phase gebracht sind, um einen zirkularen Polarisationsbetrieb zu ermöglichen.
  9. Strahleranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Strahlerelement ein ringförmiger Ring (66B') aus einem elektrisch leitfähigen Material ist.
  10. Strahleranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Strahlerelement eine kreisförmige Scheibe (66B) aus einem elektrisch leitfähigen Material ist.
  11. Strahleranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung sich in einer phasengesteuerten Antennenanordnung (50; 50'; 200) befindet, die eine Vielzahl der Strahleranordnungen (60, 70, 80, 90; 60', 70', 80', 90'; 210270) aufweist, die in einer beabstandeten Konfiguration angeordnet sind.
DE69725059T 1996-06-28 1997-06-25 Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder Expired - Lifetime DE69725059T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/678,383 US5745079A (en) 1996-06-28 1996-06-28 Wide-band/dual-band stacked-disc radiators on stacked-dielectric posts phased array antenna
US678383 1996-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69725059D1 DE69725059D1 (de) 2003-10-30
DE69725059T2 true DE69725059T2 (de) 2004-04-01

Family

ID=24722553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69725059T Expired - Lifetime DE69725059T2 (de) 1996-06-28 1997-06-25 Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5745079A (de)
EP (1) EP0817310B1 (de)
JP (1) JPH10150320A (de)
AU (1) AU698570B2 (de)
CA (1) CA2208606C (de)
DE (1) DE69725059T2 (de)
ES (1) ES2202522T3 (de)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880694A (en) * 1997-06-18 1999-03-09 Hughes Electronics Corporation Planar low profile, wideband, wide-scan phased array antenna using a stacked-disc radiator
US6114997A (en) * 1998-05-27 2000-09-05 Raytheon Company Low-profile, integrated radiator tiles for wideband, dual-linear and circular-polarized phased array applications
US6563966B1 (en) 1999-03-04 2003-05-13 Finisar Corporation, Inc. Method, systems and apparatus for providing true time delayed signals using optical inputs
US6211824B1 (en) * 1999-05-06 2001-04-03 Raytheon Company Microstrip patch antenna
US6175333B1 (en) * 1999-06-24 2001-01-16 Nortel Networks Corporation Dual band antenna
EP1071161B1 (de) * 1999-07-19 2003-10-08 Raytheon Company Mehrfach-Scheibenstrahler-Antenne
JP3472204B2 (ja) * 1999-07-21 2003-12-02 レイセオン・カンパニー 広帯域の二重線形および円偏波されたフェイズドアレイ用の低プロフィールの集積された放射器タイル
US6278410B1 (en) * 1999-11-29 2001-08-21 Interuniversitair Microelektronica Centrum Wide frequency band planar antenna
JP4147724B2 (ja) 2000-06-09 2008-09-10 ソニー株式会社 アンテナ装置及び無線装置
US20030117321A1 (en) * 2001-07-07 2003-06-26 Furse Cynthia M. Embedded antennas for measuring the electrical properties of materials
US6441792B1 (en) 2001-07-13 2002-08-27 Hrl Laboratories, Llc. Low-profile, multi-antenna module, and method of integration into a vehicle
US6739028B2 (en) 2001-07-13 2004-05-25 Hrl Laboratories, Llc Molded high impedance surface and a method of making same
US6545647B1 (en) * 2001-07-13 2003-04-08 Hrl Laboratories, Llc Antenna system for communicating simultaneously with a satellite and a terrestrial system
US7283101B2 (en) * 2003-06-26 2007-10-16 Andrew Corporation Antenna element, feed probe; dielectric spacer, antenna and method of communicating with a plurality of devices
GB0326503D0 (en) * 2003-11-13 2003-12-17 Fox Andrew Dielectric resonator antenna array
WO2006024516A1 (en) 2004-08-31 2006-03-09 Fractus, S.A. Slim multi-band antenna array for cellular base stations
US7385555B2 (en) * 2004-11-12 2008-06-10 The Mitre Corporation System for co-planar dual-band micro-strip patch antenna
EP1935057B1 (de) 2005-10-14 2012-02-01 Fractus S.A. Schlankes dreifachband-antennenarray für zellulare basisstationen
US7633451B2 (en) * 2006-03-09 2009-12-15 Sensor Systems, Inc. Wideband antenna systems and methods
JP2007282201A (ja) * 2006-03-11 2007-10-25 Rcs:Kk 小型高利得セラミックアンテナ
US7443348B2 (en) * 2006-05-30 2008-10-28 Solidica, Inc. Omni-directional antenna
US7741999B2 (en) * 2006-06-15 2010-06-22 Kathrein-Werke Kg Multilayer antenna of planar construction
US8130149B2 (en) * 2008-10-24 2012-03-06 Lockheed Martin Corporation Wideband strip fed patch antenna
CN105958186A (zh) * 2010-10-08 2016-09-21 康普技术有限责任公司 具有有源和无源馈电网络的天线
CN103022730A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 北京理工大学 一种高增益多层介质复合双圆极化微带阵列天线
US9660344B2 (en) * 2013-07-23 2017-05-23 Intel Corporation Optically transparent antenna for wireless communication and energy transfer
US9553352B2 (en) 2014-09-26 2017-01-24 Intel Corporation Communication device and display incorporating antennas between display pixels
JP6305360B2 (ja) * 2015-02-27 2018-04-04 三菱電機株式会社 パッチアンテナ及びアレーアンテナ
US11088467B2 (en) 2016-12-15 2021-08-10 Raytheon Company Printed wiring board with radiator and feed circuit
US10581177B2 (en) 2016-12-15 2020-03-03 Raytheon Company High frequency polymer on metal radiator
US10541461B2 (en) 2016-12-16 2020-01-21 Ratheon Company Tile for an active electronically scanned array (AESA)
US10361485B2 (en) * 2017-08-04 2019-07-23 Raytheon Company Tripole current loop radiating element with integrated circularly polarized feed
US10615496B1 (en) 2018-03-08 2020-04-07 Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Air Force Nested split crescent dipole antenna
EP3819985B1 (de) 2019-11-08 2024-04-24 Carrier Corporation Mikrostreifen-patch-antenne mit erhöhter bandbreite
JP7214673B2 (ja) 2020-03-18 2023-01-30 株式会社東芝 分配器、アンテナ装置、および無線通信装置
CN116569413A (zh) * 2020-12-04 2023-08-08 华为技术有限公司 一种天线模组及天线阵列
JP7253610B1 (ja) * 2021-12-27 2023-04-06 株式会社ヨコオ アンテナおよび回路基板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2046530B (en) * 1979-03-12 1983-04-20 Secr Defence Microstrip antenna structure
US4477813A (en) * 1982-08-11 1984-10-16 Ball Corporation Microstrip antenna system having nonconductively coupled feedline
US4623893A (en) * 1983-12-06 1986-11-18 State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament & Development Authority Microstrip antenna and antenna array
US4835538A (en) * 1987-01-15 1989-05-30 Ball Corporation Three resonator parasitically coupled microstrip antenna array element
FR2623020B1 (fr) * 1987-11-05 1990-02-16 Alcatel Espace Dispositif d'excitation d'un guide d'onde en polarisation circulaire par une antenne plane
US5006854A (en) * 1989-02-13 1991-04-09 Silicon Systems, Inc. Method and apparatus for converting A/D nonlinearities to random noise
JP2536194B2 (ja) * 1989-10-31 1996-09-18 三菱電機株式会社 マイクロストリップアンテナ
US5006859A (en) * 1990-03-28 1991-04-09 Hughes Aircraft Company Patch antenna with polarization uniformity control
US5231406A (en) * 1991-04-05 1993-07-27 Ball Corporation Broadband circular polarization satellite antenna
US5210542A (en) * 1991-07-03 1993-05-11 Ball Corporation Microstrip patch antenna structure
WO1993009613A1 (en) * 1991-10-28 1993-05-13 Calling Communications Corporation Satellite communication system
FR2698212B1 (fr) * 1992-11-16 1994-12-30 Alcatel Espace Source élémentaire rayonnante pour antenne réseau et sous-ensemble rayonnant comportant de telles sources.
FR2706085B1 (fr) * 1993-06-03 1995-07-07 Alcatel Espace Structure rayonnante multicouches à directivité variable.
US5880694A (en) * 1997-06-18 1999-03-09 Hughes Electronics Corporation Planar low profile, wideband, wide-scan phased array antenna using a stacked-disc radiator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0817310A2 (de) 1998-01-07
CA2208606C (en) 2000-02-29
ES2202522T3 (es) 2004-04-01
AU2834397A (en) 1998-01-15
JPH10150320A (ja) 1998-06-02
CA2208606A1 (en) 1997-12-28
DE69725059D1 (de) 2003-10-30
US5745079A (en) 1998-04-28
EP0817310B1 (de) 2003-09-24
EP0817310A3 (de) 2000-04-05
AU698570B2 (en) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69725059T2 (de) Breitbandige/doppelbandige phasengesteuerte Gruppenantenne mit übereinanderliegenden Scheibenstrahlern auf übereinanderliegenden dielektrischen Zylinder
DE69029842T2 (de) Orthogonal polarisierte, in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführte Zweibandantenne mit kapazitiv an Speiseleitungen gekoppelten Strahlungselementen
DE3689132T2 (de) Elektromagnetisch gekoppelte Streifenantennen mit an Speiseleitungen kapazitiv gekoppelten Speisestreifen.
DE3855343T2 (de) Phasengesteuertes Antennensystem für zwei Moden
DE3787956T2 (de) Elektromagnetisch gekoppelte Antennenelemente in gedruckter Schaltungstechnik bestehend aus kapazitiv an die Zuführungsleitungen gekoppelten Streifenleitern oder Schlitzen.
DE60313737T2 (de) Doppelschichtstromblattantenne mit erweiterter bandbreite
DE68910677T2 (de) Mikrostreifenantenne.
DE69020965T2 (de) Strahlendes, diplexes Element.
DE60113872T2 (de) Breitbandige phasengesteuerte gruppenantenne und zugehöriges herstellungsverfahren
DE69837530T2 (de) Antennenanordnung für basisstation
DE68925992T2 (de) Dualpolarisierte, in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführte Antenne, deren Elemente, mit gedruckten Gitterschaltungselementen darin einbegriffen, mit den Speiseleitungen kapazitiv gekoppelt sind
EP1344277B1 (de) Antenne, insbesondere mobilfunkantenne
DE68922041T2 (de) Ebene Antennengruppe mit gedruckten coplanaren Wellenleiter-Speiseleitungen in Zusammenwirkung mit Oeffnungen in einer Grundplatte.
DE69008116T2 (de) Ebene Antenne.
DE69119275T2 (de) Streifenleitungsantenne für mehrere Frequenzen
DE69818550T2 (de) Flache planare, breitbandige, weitabtastende phasengesteuerte Gruppenantenne unter Verwendung von übereinanderliegenden Scheibenstrahlern
DE60106405T2 (de) Dielektrische-Resonator-Antennen-Anordnung mit steuerbaren-Elementen
DE69832696T2 (de) Phasenverzögerungsleitung für kollineare Gruppenantenne
DE68914416T2 (de) Multifrequenz-Strahlungsvorrichtung.
DE69813035T2 (de) Mehrfache parasitäre kopplung innenliegenden streifenleiter-antennenelemente zu aussenliegenden streifenleiter-antennenelemente
DE69832592T2 (de) Gerät zum empfangen und senden von funksignalen
DE69730782T2 (de) Planarantenne
EP2929589B1 (de) Dualpolarisierte, omnidirektionale antenne
DE69839348T2 (de) Zweibandantenne
DE4026432A1 (de) Planarantenne

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: WITTE, WELLER & PARTNER, 70178 STUTTGART